РОЗДІЛ 2
РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ВІБРАЦІЙНОЇ МАШИНИ ОБ'ЄМНОЇ ОБРОБКИ ВИРОБІВ З ДВОМА НЕЗАЛЕЖНОПРИВІДНИМИ ДЕБАЛАНСНИМИ ВІБРОЗБУДНИКАМИ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ЇЇ ДИНАМІКИ
2.1. Постановка задачі та вибір принципової схеми
Аналіз літературних джерел та зроблені на його основі висновки (розд.1) вказують, що важливими факторами впливу на інтенсивність обробки виробів у вібромашині об'ємної обробки (ВМОО) є амплітуда та частота коливань її робочого контейнера, а також час обробки. Очевидно, що на величину амплітуди коливань контейнера вібромашини впливають параметри неврівноваженої маси дебалансів, маса робочого контейнера вібромашини, та його робочого середовища, жорсткість підвіски машини, частоти обертання дебалансів (останні визначаються конструкцією приводу) та ін. Тому важливим є дослідження комплексного впливу цих параметрів на інтенсивність об'ємної обробки виробів, а також геометричних параметрів вібромашини - розмірів робочого контейнера, місця кріплення дебалансів, розташування підвіски, впливу різноманітних комбінацій цих параметрів. Це дозволить вже на стадії проектування створювати конструкції, які б з одного боку забезпечували якісне цілеспрямоване виконання технологічного процесу обробки виробів з метою досягнення необхідних показників міцності та якості поверхні, а з іншого - позитивно відрізнялись би мінімально можливою метало-, та енергоємністю, та максимально усували б фактор забруднення довкілля.
Реалізувати дослідження комплексного впливу параметрів наведених вище на інтенсивність обробки виробів можна за допомогою вивчення динамічних процесів у вібромашині на основі побудови математичних моделей руху робочого органу машини та його сипкого середовища і використовувати їх на етапах конструювання вібромашини та при її експлуатації. Визначивши, наприклад, за допомогою розроблених моделей процесу вплив параметрів вібромашини на інтенсивність обробки виробів в ній (вона визначатиметься певними факторами, зокрема амплітудою коливань контейнера), та побудувавши відповідні графічні залежності, їх можна занести в паспортні дані вібромашини, і на етапі її експлуатації використовувати для встановлення відповідних технологічних параметрів обробки виробів. За допомогою побудованих моделей на стадії проектування можна підбирати такі параметри вібромашини, які б забезпечували максимально можливу інтенсивність обробки, і які неможливо змінювати в процесі експлуатації вібромашини (сюди зокрема відносимо геометрію контейнера). Моделі уможливлюють таке дослідження теоретично, з використанням обчислювальної техніки. За допомогою останнього - це можна зробити відносно швидко, переглянути всеможливі комбінації параметрів, не затрачаючи на дослідження великих матеріальних коштів, на відміну від емпіричного шляху дослідження, коли треба виготовляти певні фізичні моделі і на них експериментально визначати вплив параметрів процесу на його інтенсивність. Цей шлях порівняно з першим, теоретичним, є нераціональним та непрактичним на сьогоднішньому етапі розвитку обчислювальної техніки.
При побудові математичних моделей руху робочого органу машини та його сипкого середовища, необхідно враховувати фактор адекватності їх реальним фізичним процесам у вібромашині. Якщо модель не адекватна, то сенс в проведенні досліджень на їх основі зводиться нанівець, і результати дослідження можуть бути хибними. З другого боку треба враховувати фактор уніфікації (узагальнення) в побудові моделей: маючи групу вібромашин, об'єднаних за певною ознакою, наприклад, з однаковою кількістю робочих контейнерів чи дебалансів, слід будувати параметризовану модель, яка б відображала основні властивості всіх машин даної групи, а шляхом "занулення" певних параметрів (наприклад, маси контейнера чи маси дебалансу, зміни певних геометричних параметрів машини тощо), можна добитися відображення уніфікованою моделлю впливу параметрів реальної вібромашини, або використати її для іншої групи ВМОО. Так, наприклад, "занулюючи" масу одного з контейнерів в моделі триконтейнерної вібромашини, її можна було б використати, для відображення впливу параметрів в двоконтейнерній машині з довільним їх розміщенням, а "занулення" одразу двох мас контейнерів - до адекватного відображення в одноконтейнерній. Такий принцип побудови і використання уніфікованої моделі значно скоротить час дослідження та проектування, бо відпаде необхідність побудови щоразу нової моделі при розробці нової вібромашини - в розпорядженні конструктора будуть створені бази моделей складних синтезованих типових уніфікованих конструкцій вібромашин. Як видно з наведеного вище, до створення моделей руху робочого органу машини та його сипкого середовища треба підходити комплексно, враховуючи чинники адекватності та уніфікації. І хоча забезпечення їх виконання при побудові моделей процесу об'ємної віброобробки є досить складним, використання в кінцевому результаті моделей в процесі розробки та експлуатації вібромашини є зручним та вигідним.
В першому розділі даної роботи було наголошено, що моделювання слід проводити на базі певного класу вібромашин, який має типову конструкцію та принцип роботи з однієї сторони, та широко використовується в народному господарстві - з другої. Зокрема в пункті 1.6 обґрунтовано, що для дослідження та побудови моделей процесу об'ємної віброобробки доцільно використати дводебалансні вібромашини. Проаналізувавши існуючі конструкції вібромашин з двома дебалансами була вибрана типова конструкція цього типу вібромашин, тобто така, яка містить всі необхідні вузли і компоненти. Наступним кроком була побудова узагальненої схеми даного класу вібромашин, щоб на її основі проводити побудову частини комплексної моделі процесу об'ємної обробки виробів (другу частину моделі складатиме модель сипкого середовища контейнера вібромашини).
Узагальнену схему вибраної вібромашини з напрямами циркуляції робочого середовища при обертанні приводних дебалансів в протилежних напрямках та при обертанні їх в одному напрямку представлено на рис. 2.1. Така схема пре
- Київ+380960830922